DE2608912C2

DE2608912C2 - Diaphragm wheel for a non-dispersive infrared gas analyzer with alternating-phase modulation

Info

Publication number: DE2608912C2
Application number: DE19762608912
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Phys. Dr. Blunck; Beantragt Teilnichtnennung; Werner Voss
Original assignee: H MAIHAK AG 2000 HAMBURG
Current assignee: H MAIHAK AG 2000 HAMBURG
Priority date: 1976-03-04
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2608912B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Blendenrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to an aperture wheel according to the preamble of the patent claim.

Ein derartiges Infrarot-Gasanalysengerät ist in der DT-PS 1302 592 beschrieben. Die von einem Strahler erzeugte Strahlung tritt in Form von zwei praktisch gleichen Strahlenbündeln durch zwei halbzylindrische Behälter hindurch, die nebeneinander zusammen einen Zylinder bilden. Beide Strahlenbündel werden durch ein von einem Motor angetriebenes Blendenrad mit einer um 180° gegeneinander verschobenen Phase moduliert. Die beiden durch die halbzylindrischen Behälter, von denen der eine das zu analysierende Gasgemisch und der andere ein Vergleichsgas enthält, hindurchgegangene Strahlungen gelangen dann in eine Empfängervorrichtung mit zwei hintereinander liegenden Empfangsschichten.Such an infrared gas analyzer is described in DT-PS 1302 592. The one from a radiator Generated radiation occurs in the form of two practically equal bundles of rays through two semi-cylindrical ones Containers through, which together form a cylinder next to each other. Both beams will be by an aperture wheel driven by a motor with a phase shifted by 180 ° in relation to one another modulated. The two by the semi-cylindrical containers, one of which is the one to be analyzed Gas mixture and the other contains a reference gas, radiations that have passed through then enter a receiving device with two receiving layers lying one behind the other.

In Fig. 1 ist das gemäß dieser Patentschrift vorgesehene Blendenrad dargestellt. Es enthält in diesem Fall vier kreisringförmige öffnungen mit Zentriwinkeln von je 90°, von denen bei Rotation der Blende jeweils die einen den Behälter mit dem zu analysierenden Gasgemisch und die anderen den Behälter mit dem Vergleichsgas freigeben. Die Drehachse des Blendenrades liegt nicht in der Symmetrieebene der Anordnung, sondern außerhalb.In Fig. 1 is provided according to this patent Aperture wheel shown. In this case it contains four circular openings with central angles of 90 ° each, of which, when the screen is rotated, one of the containers with the one to be analyzed Gas mixture and the others release the container with the reference gas. The axis of rotation of the Aperture wheel is not in the plane of symmetry of the arrangement, but outside.

Diese Anordnung hat den folgenden Nachteil. Im allgemeinen fällt bei einem absorptionsfreien Analysengas eine zeitlich konstante Strahlungsintensität in die Empfängervorrichtung ein - je nach Stellung des Blendenrades entweder durch die Analysenhälfte oder durch die Vergleichshälfte. Abweichungen hiervon ergeben sich jedoch im Übergangsbereich, wenn die eine Küvettenhälftc schließt und die andere öffnet. Aus geometrischen Gründen ergibt sich, daß die Fläche, die in der einen Küvettenhälfte geöffnet ist, mit der Fläche, die in der anderen Hälfte geschlossen ist, nicht übereinstimmt. Die Folge ist, daß die Intensität entsprechend den unterschiedlichen ÖffnungsflächenThis arrangement has the following disadvantage. in the In general, a radiation intensity that is constant over time occurs in the case of an absorption-free analysis gas the receiver device - depending on the position of the aperture wheel either through the analysis half or by the comparison half. However, there are deviations from this in the transition area if one half of the cuvette closes and the other opens. For geometric reasons it follows that the area which is open in one half of the cuvette, with the area which is closed in the other half, does not match. The result is that the intensity corresponds to the different opening areas

der Küvettenhälften in den Übergangsbereichen größer oder kleiner als der zeitliche Mittelwert der Strahlungsintensität an der Empfängervorrichtung ist. Die Übergangsbereiche am Anfang bzw. Ende der Kreisringöffnungen treten in einem Winkelbereich von nahezu 60° auf.of the cuvette halves larger in the transition areas or less than the mean value of the radiation intensity over time is on the receiving device. The transition areas at the beginning and end of the circular ring openings occur in an angular range of almost 60 °.

Die in die Empfängervorrichtungen einfallenden Intensitäten sind also zeitlich nicht ganz konstant, was sich insbesondere bei der Blende mit 4 Öffnungen gemäß Fig. 1 bemerkbar macht. Ein in die Empfänger-The intensities falling into the receiver devices are therefore not entirely constant over time, what is particularly noticeable in the case of the diaphragm with 4 openings according to FIG. 1. One in the recipient

¹S kammer fallender exakt oder zumindest nahezu konstanter Lichtstrom hätte den Vorteil, daß hierdurch in den beiden Empfangsschichten nur statische Druckdifferenzen verursacht werden, die sich über eine Kapillare ausgleichen. Auf diese Weise ließe sich nach optischem Abgleich der beiden Strahlenintensitären in Analysier- und Vergleichshälfte ein zusätzlicher Nullabgleich wie bei den üblichen Zweistrahlgeräten durchführen. ¹ S chamber falling exactly or at least almost constant luminous flux would have the advantage that this only causes static pressure differences in the two receiving layers, which are equalized via a capillary. In this way, after optical comparison of the two radiation intensities in the analysis and comparison halves, an additional zero adjustment can be carried out as with the usual two-beam devices.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein BlendenradThe object of the invention is therefore to provide an aperture wheel

^a5 für einen nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysator mit wechselphasiger Modulation zu schaffen, das bei Rotation die von einem Strahler ausgehende Strahlung derart unterbricht, daß die Empfängervorrichtung ein zeitlich konstantes Ausgangssignal liefert. ^a 5 to create a non-dispersive infrared gas analyzer with alternating-phase modulation, which interrupts the radiation emanating from a radiator during rotation in such a way that the receiver device delivers an output signal that is constant over time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of the patent claim solved.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und ein Vergleich mit dem Stand der Technik seien nachfolgend an Hand der Fig. 1 und 2 gegeben. Es zeigtAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention and a comparison with the prior art are given below with reference to FIGS. 1 and 2. It shows

Fig. 1 das eingangs beschriebene, zum Stand der Technik gehörende Blendenrad, und1 shows the aperture wheel described above and belonging to the prior art, and

Fig. 2 das Blendenrad nach der Erfindung.Fig. 2 shows the aperture wheel according to the invention.

Gemäß Fig. 2 besitzt das Blendenrad 4 nicht mehr die viertelkreisringförmigen öffnungen des bekannten Blendenrades 1 gemäß Fig. 1, sondern die öffnungen 2, 3 weichen im Bereich ihrer Enden von der Kreisringform ab. Die in zwei Hälften geteilte Küvette ist mit 5 bezeichnet.According to FIG. 2, the aperture wheel 4 no longer has the quarter-circular ring-shaped openings of the known one Aperture wheel 1 according to FIG. 1, but the openings 2, 3 deviate in the region of their ends from the Annular shape from. The cuvette divided into two halves is labeled 5.

In den in radialer Richtung weiter außen liegenden öffnungen 2 des Blendcnrades 4 sind in der Nähe der beiden Enden der äußeren Begrenzungslinie je ein in das Innere der öffnung hineinragender nahezu dreieckförmiger Vorsprung 6 sowie an den voneinander abgewandten Seiten der beiden Vorsprünge 6 je eine tropfenförmige Ausbuchtung vorgesehen. Die in radialer Richtung gesehen weiter innen liegenden Öffnungen 3 sind nahezu kreisförmig und besitzen an den beiden Enden ihrer äußeren Begrenzungslinie lediglich je eine nach außen weisende streifenförmige Ausbuchtung 8.In the openings 2 of the Blendcnrades 4 lying further out in the radial direction are in the vicinity of the at both ends of the outer boundary line an almost triangular one protruding into the interior of the opening Projection 6 and on the opposite sides of the two projections 6 each one teardrop-shaped bulge provided. The openings that are further inward when viewed in the radial direction 3 are almost circular and only have their outer boundary line at both ends one outwardly pointing strip-shaped bulge 8 each.

Die Form des Blendenrades 4 ergibt den glattesten Verlauf der Signale mit der Zeit, d. h. die mit dem Blendenrad durch die beiden Küvettenhälften wechselseitig in die Empfängerkammer einfallenden Strahlungsintensitäten sind nunmehr in ihrem zeitlichen Verlauf nahezu konstant. Der Oberwellengehalt der Signale wird erheblich reduziert. Die Folge ist ein leichterer Abgleich und eine stabilere Betriebsweise der mit den Blendenrädern (4) ausgerüsteten nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren mit wechselphasiger Modulation.The shape of the aperture wheel 4 results in the smoothest course of the signals over time, i. H. the one with the Diaphragm wheel through the two cuvette halves alternately incident radiation intensities in the receiving chamber are now almost constant over time. The harmonic content of the Signals is significantly reduced. The result is an easier adjustment and a more stable mode of operation of the non-dispersive infrared gas analyzers equipped with the diaphragm wheels (4) with alternating phase Modulation.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Diaphragm wheel for the anti-phase interruption of two spatially separated partial beam paths of one Non-dispersive infrared gas analyzer with at least one aperture for each Partial beam path that is used to substantially each immediately successive release of the both partial beam paths for the same time intervals both in the radial and in the circumferential direction Aperture wheel are arranged offset from one another, characterized in that

a) in the vicinity of the two ends of the outer boundary line of the diaphragm opening (2) which is further outward in the radial direction, an approximately triangular, radiopaque projection (6) projecting into the interior of this diaphragm opening is provided,
the further outboard aperture (2) also has a teardrop-shaped bulge on the sides of the two projections (6) facing away from each other; strip-shaped !: bulge (8) possesses.

b)